造紙紙漿黑液燃燒處理中在線粘度的應用

應用背景:
在硫酸鹽法制漿和回收工藝中,通過蒸煮木質紙漿可以去除木質素、半纖維素以及木材中的其他提取物,得到富含 纖維素紙質紙漿,其過程產生的蒸餾液體便是紙漿黑液。生產 1 噸紙漿約產生 7 噸造紙黑液。

早期的硫酸鹽紙漿造紙廠將紙漿黑液直接排進河流中。紙漿黑夜不但毒害了水生生物還污染了水質。1930S 早期的 時候,G.H.Tomlison 發明了回收鍋爐并且改進了硫酸鹽制漿工藝。造紙行業已建立了紙漿黑液回收的標準,回收黑 液可以得到生產蒸汽的能源,回收紙漿生產蒸煮工藝中加入的化學物質,將對空氣和水的污染降到最小。 在回收爐中燃燒濃縮成固態的紙漿黑液可以優化回收工藝。可惜的是,為了避免因液體粘度增加而帶來的流體力學 問題,多數造紙廠傾向燃燒固體濃度低的紙漿黑液。為了達到最佳的回收率,有必要通過蒸發的方法將干組分物質 由 14-18%提高到 65-75%或者更高。隨著含水量的減少,粘度和固體含量會相應增加,這樣可以將燃燒過程產生的 熱能最大化的輸送出去。 在回收鍋爐中達到最優化燃燒過程中,對紙漿黑液的粘度進行在線測量、監測和控制是非常重要的。

在線粘度應用關鍵點:
紙漿黑液燃燒工況分析:
1、當紙漿黑液中的固體濃度在 60%以上的時候,固體粘度會對紙漿黑液粘度產生影響,這種情況反過來影響:
1)蒸發單元之間的熱傳遞
2)泵的輸送能力
3)紙漿黑液的噴射性能
2、低粘度紙漿黑液產生的問題:
1)形成能夠被帶入過熱區域的小股流體噴射,會造成污染和堵塞問題
2)提高事故和爆炸發生的風險
3、高粘度紙漿黑液產生的問題:
1)形成不易高效燃燒的大液滴,燃燒過程因不完全燃燒沉淀成焦炭床。隨著焦炭床厚度增加,會引起熱活動進而 導致管道的破裂和腐蝕。
2)增加泵的風險
4、不穩定的紙漿黑液濃度還會引起:
1)紙漿黑液的浪費或者過度消耗
2)能源供應的成本增加
3)煙囪排放量增加
4)維護和停機次數增加
5)生產能力降低

在紙漿黑液進入回收爐之前,為了穩定其濃度,粘度的控制是至關重要的。通過粘度對濃度的校正可以提供決定生產能力的必要能源,而這將能夠提高造紙廠的生產效率。

海默生在線粘度計提供的解決方案:
確保紙漿黑液得到良好回收效果,將海默生在線粘度計安裝在可以對紙漿黑液進行常規干燥的蒸發、濃縮設備之后,當粘度控制合適就進行燃燒操作,如有需要還可將其重新送到蒸發管道中進行再次蒸發直到達到合適的粘度條件。當紙漿黑液經加熱器加熱后,通過穩定紙漿黑液的濃度可以得到需要的正確粘度。這樣紙漿黑液可以保持合適和持 續的霧化,其在燃燒爐中的燃燒也將是一個穩定的過程。

海默生在線粘度計的安裝
在線粘度計安裝在蒸發器后面的管路上,并且連續不斷的將粘度和溫度信息傳遞到控制器中,控制器能夠正確且實時顯示在線粘度。控制器能夠持續保證正確濃度下的產品進入下一個生產單元操作,將不符合的產品重新送到蒸發循環中,只要沒有達到所需的粘度,紙漿黑液就會一直在閉合回路中循環。此閉合回路包括:緩沖罐、 循環泵、攪拌器、粘度計和 3 通電動閥。

 


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